摘要 药用植物发酵培养的工业化,对我国有着特殊的意义。因为我国是世界上使用和出口药用植物最多的国家。国际上红豆杉、长春花、人参等“热门”药用植物的培养方兴未艾,药用植物的器官培养异军突起,药用植物发酵培养的研究逐渐深化。我国药用植物的培养在细胞、器官和毛状根等各方面均有所涉足,对长春花、三七、三分三、紫草、红豆杉等进行了大规模培养的探索。但总的看来,反应器的规模还很小,放大后培养的技术尚不成熟。我们应从发展的角度认识到药用植物发酵培养的巨大应用潜力;从中药现代化的高度开发药用植物发酵技术;特别要加强不同领域科研人员之间的合作,在世界上敢为人先,搞出我们拥有自主知识产权的技术来。
药用植物发酵培养的工业化,对我国有着特殊的意义。因为我国是世界上使用和出口中药材最多的国家,而中药材的80 %以上来自药用植物。随着中药现代化的发展,对药用植物资源的用量会不断增加。除野生采集外,药用植物的大田栽培是目前提供中药材的主要途径。但我国是世界上人均可耕地面积最少的国家之一,有限的可耕地资源用于种粮食尚且不足,还要用大量的土地种植药用植物,这必然会出现中药材栽培与农作物栽培争地的矛盾。对于人参、西洋参等药用植物来说,由于“老参地”问题的不能解决,导致每年大量的山林被砍,造成水土和生物多样性的大量流失。同时,药用植物的大田栽培往往使用大量的农药,造成严重的农药残留和重金属残留问题。药用植物大规模发酵培养是解决这些问题的有效途径。而且,药用植物的发酵培养与大田栽培相比有许多优点,如药材的生产条件可控,可进行生物转化生产目标成分等。本文结合世界和我国药用植物发酵培养的研究进展,探讨一下我国在该领域的发展方向。
1 药用植物发酵培养的国际发展趋势
早在1902 年,Haberlandt 尝试培养分离的植物细胞,但细胞的分化最终未能成功。1934 年,White 首次成功地进行了植物细胞的体外培养。1939 年,White 和Gautheret 首次用实验方法建立了植物组织和器官的人工无菌培养技术。1940 至1976 年期间,科学家们开展了大量的工作进行培养基的筛选和培养方法的探索,使植物细胞和组织培养技术发展成一门精细的实验科学,在选材消毒、接种培养、诱导筛选、继代保存、分离鉴定和工业生产等方面已经建立了一套标准的操作程序。同时,许多科学家向药用植物工业化培养方面进行了不懈的努力。1980 年, Ibaraki 成功进行了人参Panax ginseng C. A. Meyer 细胞的工业化发酵培养,反应器的规模达到20 000 kg。1985 年Tabata 在紫草Lithosper2mum erythrorhizon Sieb. et Zucc. 细胞工业化培养生产紫草素(shikonin) 上的成功,在药用植物发酵培养的历史上具有里程碑的意义。目前工业上用的紫草素,主要来自于发酵培养。近两年,高丽参的器官培养成功地进行了工业化,反应器的规模已经达到10 000 kg。当今国际药用植物发酵培养的发展,呈现了如下的发展趋势。